1、1,庫存管理介紹,運作管理,2,引論 (1),1995年，在美國，庫存方面的投資占到了整個GNP的大約 2025（超過萬億美元）。,3,庫存 基本概念,庫存 x 周轉次數(shù) = 收入 庫存 = (1 /周轉次數(shù)) x 收入 盈利 =盈利率%（margin） x 收入 一個簡單的情景 : 盈利率= 7% 周轉次數(shù)= 10, 或 (1/周轉次數(shù)) = 10% 庫存成本率 = 30% 降低盈利率 3% (=30% /10),4,引論 (2),減少庫存被管理者視為資本的潛在來源，這點是毋庸置疑的。庫存代表了公司某些很真實的機會成本,因為公司放棄了通過其它收益產(chǎn)生方式使用這些資金來獲得更好收益的機會。 2

2、0世紀80年代以后，“零庫存”成了一個“時髦”的詞匯。盡管它是一種理想的目標，但是它代表了態(tài)度/觀念上的轉變。,5,保持庫存的主要動機 (1),規(guī)模經(jīng)濟(Economies of scale) 在每一次生產(chǎn)運行中生產(chǎn)相對大數(shù)量的零件并存儲它們以備將來使用是經(jīng)濟的，它能夠將啟動成本(setup cost)分攤到大量單位中。 不確定性(Uncertainties) 激發(fā)企業(yè)存儲庫存的不確定性因素包括需求、交貨期(Lead time)、供應、勞動力供給、資源的價格和資本成本等。 投機(Speculation) 如果零件或者自然資源的價值預料要上升，那么以現(xiàn)在的價格購買大數(shù)量的物品并儲存它們以備將來使

3、用比將來某一天支付更高的價格要更經(jīng)濟得多。,6,保持庫存的主要動機(2),交通運輸(Transportation) 運輸中(In-transit)或者輸送(pipeline)庫存是存在的，因為運輸時 間是肯定的。當運輸時間很長時，如從中東到美國運輸原油的 例子，在途庫存的投資是重大的。 平滑運作過程(Smoothing) 產(chǎn)品需求方式的變化模式可能是確定的或者隨機的。在針對需求高峰期預先生產(chǎn)和存儲一定數(shù)量的產(chǎn)品能夠幫助減輕由于改變生產(chǎn)速度和勞動力水平而帶來的影響。,7,保持庫存的主要動機(3),后勤學(Logistics) 術語后勤學用于描述和上面列出不同的保持庫存的原因。在物品的采購、生產(chǎn)或

4、者配送中會出現(xiàn)某種約束強制系統(tǒng)維持庫存。 控制成本(Control costs) 人們常常忽略的一個重要問題是維護庫存控制系統(tǒng)的成本。經(jīng)常在一個庫存系統(tǒng)中，增加庫存量引起的費用增加不是線性的。對于長期運行的企業(yè)來說，維持廉價物品的大庫存量比花費勞動時間去保持這些物品的詳細記錄要更合算的多。,8,庫存的主要作用,（作為緩沖器）使其免于遭受由于需求原材料交付的不可靠性和顧客需求的不確定性而帶來的損失。 可能的話，通過大量采購或者在合適的時間采購來使得成本下降。 快速響應顧客的需求。,9,降低庫存，減少浪費,廢品，次品,半成品庫存掩蓋問題,不可靠供應商,不可靠機器,10,降低庫存，減少浪費,廢品，次

5、品,不可靠供應商,不可靠機器,半成品,降低庫存，揭露問題 水落石出,11,降低庫存，減少浪費,廢品，次品,不可靠供應商,不可靠機器,半成品,降低庫存，揭露問題 水落石出,12,降低庫存，減少浪費,廢品，次品,降低庫存，揭露問題 水落石出,不可靠供應商,不可靠機器,半成品,13,為什么還要庫存？,對這個關鍵問題作出答案可能是尋求在國際市場取得全球競爭優(yōu)勢地位的生產(chǎn)系統(tǒng)所面臨的最重要問題之一。通過強調庫存已經(jīng)成為公司（和管理者）濫用來掩飾無效管理的某些方法，可以得到對這個問題答案有意義的理解。避免濫用庫存是準時化（JIT）和全面質量管理（TQM）背后的基本原則。,14,庫存管理的基本問題,什么時候

6、應該下訂單？ 訂貨量應該是多少？,其它問題還包括： 從哪里? 放置于哪里？ 怎么運送？ 。,15,庫存系統(tǒng)的特征 (1),需求 常量和變量 最簡單的庫存模型假設需求率是一個常量。 已知的和隨機的 實際上，所有的隨機需求模型都假設平均需求率是常量。隨機需求模型通常比確定性模型更符合實際也更復雜。 交貨期(Lead time) 交貨期(Lead time)定義為從訂單下達的點到交付的點所經(jīng)過的時間。,16,庫存系統(tǒng)的特征(2),檢查時間(Review time) 檢查時間(Review time)被定義為是監(jiān)控庫存水平的兩個連續(xù)時間點間的時間間隔。用于監(jiān)控庫存水平的兩個通用方法是定期檢查和連續(xù)檢查

7、。 對于定期檢查，對庫存的觀測發(fā)生在每個周期的終端。連續(xù)檢查系統(tǒng)要求對庫存位置做持續(xù)監(jiān)控。 超額需求(Excess demand) 另外一個重要特征是系統(tǒng)如何應對超額需求（也就 是，需求不能立即從庫存得到滿足）。 庫存品的變化(Changing inventory) 一些物品的保存期限是有限的，例如食物，另外一些 可能會作廢，例如汽車備用零件。,17,獨立需求(Independent demand)和相關需求(Dependent demand),相關需求(Dependent demand) 當需求是依賴于某種由你控制的或者是你所了解的計劃和安排時。 獨立需求(Independent deman

8、d) 獨立需求(Independent demand)典型地是成品或者需求與其余由公司生產(chǎn)或銷售的產(chǎn)品無關的物品。這一區(qū)分是很有用的，因為相關需求(Dependent demand)是由他們的最終產(chǎn)品自然而然知道的這里不存在不確定性，而獨立需求(Independent demand)關于需求數(shù)量和時間充滿了不確定性，這就表明需要庫存管理的不同方法。這里，我們將討論有關獨立需求(Independent demand)庫存的方法。,獨立需求與非獨立需求,后 (1),女式自行車,獨 立 需 求,非 獨 立 需 求,車輪,前,19,有關成本 (1),由于我們的興趣在于庫存系統(tǒng)的最優(yōu)化，因此 必須確定恰

9、當?shù)淖顑?yōu)化或者性能標準。所有的庫 存模型將成本最小化作為最優(yōu)化標準。 盡管不同的系統(tǒng)有不同的特征，所有的庫存成本都能歸入下面三個類別之一： 保持庫存的成本， 獲得庫存的成本 缺乏足夠庫存的成本,20,有關成本(2),保持庫存的成本 存儲成本(holding cost)，也叫做儲存成本(carrying cost) 或者存貨成本(inventory cost)，是所有與任何時間點上實際存在的庫存數(shù)量成比例的成本總和。 存儲成本(holding cost)包括多種看起來不相關的項目： 備選投資的機會成本(opportunity cost) 這是將公司的資本轉用于投資庫存而不是投資于其它產(chǎn)生收益的工

10、作而引起的成本。在大多數(shù)實際應用中計算儲備成本(holding cost)時，它被證實是最重要的。,21,有關成本(3),存儲(storage)和處理(handling)的成本 入庫、處理、計算和保持庫存記錄的成本。 保險(insurance)和稅款(taxes)的成本 標準的和所有類型庫存相關的現(xiàn)金支付的成本 （out-of-pocket costs） 。 報廢(obsolescence)和損耗( shrinkage)的成本 應該估算入庫存的成本，因為，典型地，并不是所有進入庫存的物品當需要時都能夠拿出來使用。,22,有關成本 (4),獲得庫存的成本 訂購成本(Order cost) 和從外

11、部銷售商訂購原材料相聯(lián)系的成本。在大多數(shù)實際應用中，訂購成本(Order cost)包括兩部分：固定的和可變的部分。固定成本(fixed cost) ，Cs，是只要訂單不為零就存在的和 訂購量無關的成本?？勺兂杀?variable cost) ，Cu，是以每單位為基準而產(chǎn)生的成 本。如果一些物品是由公司內部保證的，我們也將Cs稱為準備成本(setup cost)而將Cu稱為成比例訂購成本(Order cost)。將C(x)定義為訂購（或者生產(chǎn)）x單位的成本， 可得，,23,有關成本(5),跟蹤成本tracking costs 和確定什么時候應該訂購或者生產(chǎn)相聯(lián)系的成本。 數(shù)量折扣(volume

12、 discounts) 大量購買（或者生產(chǎn)）物品常常能夠得到相當數(shù)量的節(jié)省。 沒有足夠庫存的成本 懲罰成本(penalty cost )，也叫作短缺成本(shortage cost)或者缺貨成本(stock-out cost) ，是當需求發(fā)生時手頭沒有足夠庫存的成本。 如果顧客愿意等待物品物品將會延期交貨那么很可能有 為了追蹤訂單：迅速處理、專門運送和貨品計價而帶來的附 加成本。如果顧客不愿意等待物品并估計可能去其它地方購 買物品或者替代品，那么公司將失去可能從銷售中得到的利潤。,24,經(jīng)濟訂貨量(EOQ)模型 (1),該模型是所有庫存模型中最古老、最簡單和最基本的，是由Harris(1913

13、)開發(fā)的。 它假設對庫存位置的連續(xù)檢查和不變的平均需求率。決策變量是Q(訂貨的數(shù)量)和R(記錄水平)。庫存控制是通過在任何庫存位置低于R個單位的時候下達Q大小的訂單來進行的。這產(chǎn)生了圖111中的鋸齒圖案。,25,EOQ 模型 (2),圖 11-1,26,EOQ 模型(3),基本模型 假設： 需求率是已知、固定的，每單位時間D單位 短缺是不允許的 不存在訂單交付時間(Lead time) 成本包括 準備成本(setup cost) 成比例的訂購成本(Order cost) 儲備成本(holding cost)， * 所有涉及到的變量都是以相同的單位時間表示的。不失一般性，我們假設時間零點的現(xiàn)有庫

14、存是零，這就意味著，我們必須在時間零點下達訂單。,27,EOQ 模型(4),訂貨量的大小是Q,那么現(xiàn)有的庫存水平在時間t = 0立即從零上升到Q。 假設R = 0 ，那么我們在庫存水平下降到零時我們下達訂單。當現(xiàn)有庫存水平等于零的瞬間，情況看起來和 t = 0點是類似的。 當每一個周期Q單位的物品是以D速率而消耗的，那么周期長度為T=Q/D。每單位時間的訂貨成本將是每一個周期的總訂貨成本C(Q)除以周期長度T，也就是 (Cs + Cu*x)*D/Q。由于庫存水平線性的從Q下降到0，在一個周期內的平均庫存水平是Q/2?？偝杀緸椋?28,EOQ 模型(6),* 注意成比例的訂貨成本部分，Cu，沒有

15、明確的出現(xiàn)在Q的 表達式中。這是由于出現(xiàn)在TC(Q)定義中的D*Cu是和Q獨立 的。由于所有的可行策略都要根據(jù)需求率來補充庫存，每單 位時間發(fā)生的成比例庫存成本是和Q相獨立的D*Cu。由于 D*Cu是常量，我們在計算總的準備和存儲成本(TVC)時通 常忽略了它?？杀硎緸椋?29,EOQ 模型(6),注意Cu間接影響Q的值，當h出現(xiàn)在EOQ模型中時， h = FI*Cu 這里FI表示總的保持一種物品庫存的利息費用（interest charges）,11- 4,圖 11-2,30,例11-1(8),圖 11-2 TVC相對于最優(yōu)值的偏差表示,31,一位時間管理教授在上課。他從包里取出一個大口瓶，

16、又取出一包小石頭，然后將石頭放進瓶里，不斷搖動，至止瓶滿。教授問學員“ 瓶子是不是滿了？”經(jīng)理們異口同聲回答道：“ 滿了”. 教授不動聲色，又從包里取出一袋沙子往瓶里倒，邊倒邊搖，沙子全進去了。這時教授又問“ 瓶子滿了嗎？”有幾個經(jīng)理小聲回答：“ 滿了?！薄?很好”，專家又取出一杯啤酒，倒進瓶子。 教授最后停手，問大家，“ 這個演示說明了什么？”有經(jīng)理舉手解釋：“ 它說明不管我們有多忙，如果真的擠一擠總是可以擠出一些時間喝杯啤酒。” 如果真的擠一擠總是可以擠出一些時間做別的事情?！?教授眼睛掃了一下課堂，堅定地回答“ 不是這個意思?！?“ 這個演示說明的是，你之所以能放進這么多石頭，沙子和水，

17、是因為你先放石頭后放沙子。如果順序顛倒就不行了”。,時間管理故事,32,數(shù)量折扣模型(Quantity Discount Models) (1),如果采購比EOQ數(shù)量更大的物品提供更低價格的話,那么將要簡單分析決定是否值得大量訂購。通過系統(tǒng)計算由于在每個價格范圍內訂購最小成本的數(shù)量和由于折扣的原因為年度節(jié)約而調整所帶來的TVC的增加，我們可以確定訂購的最優(yōu)數(shù)量。 有兩個看起來最常用的方法：全單位(all-units) 和增量(incremental)。在每種情況中，我們假設有一個或者更多的定義單位成本變化的斷點。,33,數(shù)量折扣模型(Quantity Discount Models) (2),

18、全單位(all-units) ：在這種情況中，折扣適用于所有的訂購單位。 增量(incremental)：在這種情況中，折扣只適用于超過斷點的額外單位。 圖 11-4 和 圖 11-5 分別說明了這兩種情況,34,數(shù)量折扣模型(Quantity Discount Models) (6),所以，在全單位(all-units) 折扣計劃下計算最優(yōu)訂貨量的方法可以總結如下： 確定最大的可行EOQ值。最有效地方法是首先計算最低價格的EOQ，然后繼續(xù)用下一個更高的價格計算。當?shù)谝粋€可行的（也就是，在正確的區(qū)間內） EOQ值出現(xiàn)時停止計算。 比較在最大可行EOQ處的年總成本值和所有比最大可行EOQ大的價格

19、斷點處的值。最優(yōu)Q是年總成本最小的點。,35,數(shù)量折扣模型(Quantity Discount Models) (11),增量(incremental)數(shù)量模型的解決方法歸納： (1)在每一個價格區(qū)間內確定C(Q)相應的代數(shù)表達式。 (2) 將C(Q)的表達式代入TC(Q)的定義方程式中。對于每一個價格區(qū)間分別計算Q的相應最小值。 (3) 確定在（2）中計算所得的那個最小值是可行的。比較可行EOQ值的平均年成本值并且選出最小的。,36,A-B-C 分析 (1),庫存分類的A-B-C系統(tǒng)（有時候稱作Pareto分析）是一個有用的概念并廣泛應用于將物品分為不同控制的分組。在多品種庫存系統(tǒng)中，并不是

20、所有的產(chǎn)品都是同樣有盈利的。將有利的和無利的物品加以區(qū)分是重要的。 為了實現(xiàn)這一目的，我們從經(jīng)濟學中借入了一個概念。經(jīng)濟學家Vilfredo Pareto，他研究了20世紀財富的分布狀況，指出大部分的財富被小部分的人所掌握。這一Pareto法則也同樣適用于庫存系統(tǒng)：大部分銷售所得的總貨幣量(dollar volume) 是由一小部分數(shù)量的庫存物品產(chǎn)生的。假設物品是按照年銷售貨幣量(dollar volume) 的遞減順序排列的，那么銷售累積值通?？傻玫饺绻?16所示的曲線。,37,A-B-C 分析(2),圖11-6,38,A-B-C 分析(3),典型地，存儲的物品的前20產(chǎn)生了80的年銷售貨幣

21、量(dollar volume) ，其次的30產(chǎn)生15，剩下的50產(chǎn)生5的貨幣量。有時候，Pareto法則稱為8020法則。這些數(shù)字僅僅是近似的，從一個系統(tǒng)到另一個系統(tǒng)將會發(fā)生輕微的變化。 這三個不同的物品組分別標為A、B和C。當需要更精確的區(qū)分時，可以使用四組或者五組的分組。,39,80/20 規(guī)則延伸,質量管理 - 少數(shù)導致多數(shù) 即80質量問題來自20的機器，工序，材料，操作員， 。 集中力量于 20% 項目，因素, 或領域 稱為 80-20 規(guī)則 或 ABC 規(guī)則 對A供應商 “ 盯緊”A 類存貨 花大力氣預測 A 類存貨,40,80/20 規(guī)則延伸,投入 產(chǎn)出,因素后果 力氣 結果,6

22、5/35, 75/25, 80/20, 90/10, 95/5, 85/10,41,80/20 規(guī)則延伸,80/20 規(guī)則： 少數(shù)的因素, 投入或少量力氣常常帶來 主要的結果, 產(chǎn)出或業(yè)績 銷售: 20% 產(chǎn)品/客戶 - 80% 收入 社會：20% 罪犯 - 80% 價值; 20% 人 - 80% 財富 家庭：20% 衣服 - 80% 時間穿 IBM 發(fā)現(xiàn)80%計算機時間化在執(zhí)行20% 的程序段 幸運獎: % 幸運者 - 75% 以上賭金 工作：20 時間 80任務；20人80事,42,“ 50/50 陷阱” 力量和結果常常不成比例 資源要有選擇地使用 庫存： ABC 項目 產(chǎn)品： 20 占

23、80 客戶： 20 占 80,80/20 規(guī)則延伸,43,A-B-C 分析(4),由于A組產(chǎn)生了大部分的年收益分額，在A組中的物品應該受到最仔細的關注，也就是，A組中的物品庫存水平應該連續(xù)監(jiān)控。而且應該使用更復雜的預測程序，在對計算運作策略時所要求的不同成本參數(shù)進行估算時應該更精確一些。 對于B組中的零件可以定期監(jiān)控，按組訂貨而不是單獨訂貨，使用稍微比較簡單的預測方法。,44,A-B-C 分析(5),對于C組的物品可以應用最低成本的控制水平。 對于這一組中需求水平中等、非常廉價的物品，推薦使用大批量訂貨以使得這些物品的訂貨頻率最小化。 對于C組中需求很小而又昂貴的物品來說，最好的策略通常是不保

24、存任何庫存。當需要時可以去訂購它們。,45,安全庫存(Safety Stock) (1),在任何公司的成功中，不確定性的管理都發(fā)揮著重要的作用。 什么是影響公司不確定性的來源？ 市場中顧客的偏好和傾向 勞動力與資源的有效性和成本 供應商再供應(re-supply)時間 天氣以及它對運作、后勤的影響 諸如股票價格和利率的金融變量 產(chǎn)品和服務的需求,46,安全庫存(Safety Stock) (2),EOQ模型在變化的情況中是很有用的。但是，它沒有討論缺貨的情況。為了處理這一問題，設置安全庫存(Safety Stock) 是一個有效的方法。 對于安全庫存(Safety Stock) 來說，有兩個很

25、困難的方面。 安全保護的最優(yōu)水平是多少？ 為了達到這一理論上的最優(yōu)安全保護，我們的再訂貨水平(reorder level) 應該設置為多少？ 準則：可接受的每年平均缺貨數(shù)量（SQ/yr），而這常常是由管理的直覺確定的。,47,安全庫存(Safety Stock) (3),目標是為了找到合適的再訂貨水平(reorder level) R，實現(xiàn)SO/yr的目標值。交貨期(Lead time)在這里很重要。 交貨期的不確定性對安全庫存影響很大。假設供應商X和Y，他們兩個的交貨期平均都是5周。假設X常常是以正好5周的時間交付的，而Y的交貨期則是從4周到6周隨機變化的。為了避免短缺，當我們給Y下訂單時，

26、我們手頭至少需要6周的供應量，然而，當訂貨到達時，我們手頭可能仍有1到2周供應量的庫存。如果X是我們的供應商，庫存能夠平均減少一周的供應量。,48,安全庫存(Safety Stock) (4),當交貨期不變時，由于供給品的使用率是波動的，安全庫存(Safety Stock) 也是很重要的。假設某種零件的使用率是每個工作日60到80單位之間，平均70單位。那么，如果我們以X為供應商，交貨期是5周，平均交付時間(Lead time)內使用率 (E(U) = E(d*LT) 是 E(U)=(5周)*(5工作日/周)*70單位/天 = 1750單位 為了防止在交付時間(Lead time)內高使用率的

27、天數(shù)多于低使用率的天數(shù),所以我們必須增加安全庫存(Safety Stock) 。,49,安全庫存(Safety Stock) (5),為了解決由于不確定性而引起的短缺，再訂貨點(reorder point)（R）應該加以修正，增加安全庫存(Safety Stock) （SS）： R = d*LT + SS = U + SS11-9 這里，d是每天需求量 * 交付時間(Lead time)必須是以天來度量的，d和LT也必須是按照相同的時間單位來度量。圖117指出了一些細節(jié)問題。 U是交付時間(Lead time)內庫存的平均消耗量。 U1、U2 和U3代表三個交付時間(Lead time)內庫存

28、的實際消耗量。安全庫存(Safety Stock) 是增加到R上的一個附加量，以防止沒有預期到的過長交付時間(Lead time)所引起的更多庫存消耗和沒有預期到的更高庫存使用率。,50,安全庫存(Safety Stock) (6),圖11-7,51,報童模型(Newsboy Model) (1),報童問題的本質是這樣一種情形，決策制定者必須決定他將在一個特定商業(yè)周期內訂購的易損耗商品的數(shù)量。如果決策制定者在商業(yè)周期內訂購的數(shù)量超過了實際的需求, 那么在某種意義上可以認為商品損耗了。超過的這部分是浪費的，因此沒有廢品剩余值(scrap value)或者折舊值 (salvage value)。

29、例如，食物產(chǎn)品是很容易變質的，報紙的有效生命周期很短。 為了選擇合適的產(chǎn)品數(shù)量，應該考慮的重要信息是： 1) 預期的需求 2) 生產(chǎn)過多或者過少的成本,52,報童模型(Newsboy Model) (2),為了合乎邏輯地考慮這些，我們引入了下列符號： C0= 在周期結束階段正的剩余庫存的每單位成本 （所謂的超額成本(overage cost)） Cu= 不滿足需求的每單位成本它可以認為是負的期末 庫存的每單位成本（所謂的短缺 成本(underage cost)） 在模型的推導中，我們假設需求D是密度函數(shù)f(x)和累積分布函數(shù)F(x)的非負連續(xù)變量。,53,報童模型(Newsboy Model) (3),決策變量Q是需求開始時購買的產(chǎn)品數(shù)量。我們的目的是確定Q以使在周期結束階段產(chǎn)生的期望成本最小。 首先，當開始階段的訂貨量為Q，需求是D時，我們定義TC(Q,